指纹图像的增强方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种指纹图像的增强方法和装置，其中，方法包括：采集用户指纹并生成指纹图像；对指纹图像进行赋值处理，以得到增强后的指纹图像。本发明专利技术实施例的指纹图像的增强方法，能够增大指纹图像中的脊线和谷线灰度对比差，提高低质量指纹图像中指纹纹线方向信息求取的准确性，进而有助于提高指纹特征信息提取的准确性，提升指纹特征比对的有效性。

Fingerprint image enhancement method and device

The invention discloses a method and a device, an enhanced fingerprint image, methods: to collect the user fingerprint and generates a fingerprint image; the fingerprint image assignment processing, in order to get the enhanced fingerprint image. Fingerprint image enhancement method of the embodiment of the invention, can increase the ridges and valleys of gray contrast in fingerprint images, improve the accuracy of fingerprint in the fingerprint image direction information for low quality, which helps to improve the accuracy of extracting fingerprint feature information, enhancing the effectiveness of fingerprint feature matching.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及指纹识别
，具体涉及一种指纹图像的增强方法和装置。
技术介绍
随着社会的发展，人们对身份认证的准确性、安全性与实用性提出了更高的要求。传统的身份认证方式，如密码、钥匙、身份证等，存在易忘、易泄露、易丢失、易伪造等问题，因此安全隐患较高。基于生物特征的身份认证，可以克服传统身份认证的许多缺点。其中，指纹因其具有稳定性高、独特性、易采集、安全性高等特点，成为一种较理想的可用于身份认证的生物特征。在实际使用中，指纹识别系统一般不直接存储指纹图像，而是从指纹图像中提取指纹的特征信息，再进行指纹匹配识别，完成身份认证。因此，提取可靠性高的指纹特征信息是保证正确辨识指纹的关键。相关技术中，对整幅指纹图像进行均衡化处理时，是通过下式(1)将灰度值的动态范围拉伸，对集中的直方图进行均衡化，以达到增强对比度的效果。G(i，j)＝(C*255)/(M*N) (1)其中，G(i，j)是变化后的像素点(i，j)的灰度值，C是变换前灰度值小于像素点(i，j)的灰度值的像素点的个数，M*N是指纹图像中的像素点的个数。但通过上述技术得到的指纹图像，不能排除电容式指纹识别芯片本身，以及外界条件产生的干扰。电容式传感器实际采集的指纹图像会含有噪声，噪声信息主要来源有传感器本身，以及手指上的水、油、脱皮等，这些噪声信息会导致采集到的指纹图像过黑、模糊、断裂、质量低，如果直接用soble梯度法求方向会跟指纹的实际纹理趋势有差别。而且指纹识别芯片封装、涂层等会导致芯片表面不平，使得采集到的指纹图像灰度值不全在同一基准，会对后续的指纹特征提取、特征比对有干扰。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种指纹图像的增强方法。该方法能够增大指纹图像中脊线和谷线灰度对比差，提高低质量指纹图像中指纹纹线方向信息求取的准确性，进而有助于提取更准确的指纹特征信息，提升指纹特征比对的有效性。本专利技术的第二个目的在于提出一种指纹图像的增强装置。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种指纹图像的增强方法，包括以下步骤：采集用户指纹并生成指纹图像；对所述指纹图像进行赋值处理，以得到增强后的指纹图像。本专利技术实施例的指纹图像的增强方法，通过对指纹图像进行赋值处理，得到增强后的指纹图像，由此，能够增大指纹图像中的脊线和谷线灰度对比差，提高低质量指纹图像中指纹纹线方向信息求取的准确性，进而有助于提高指纹特征信息提取的准确性，提升指纹特征比对的有效性。另外，根据本专利技术上述实施例的指纹数据的增强方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述指纹图像包括以矩阵形式排列的M*N个像素点，其中，M、N为正整数，所述对所述指纹图像进行赋值处理，以得到增强后的指纹图像，具体包括：统计以像素点(x，y)为中心的k*k邻域中像素点的灰度值小于或等于所述像素点(x，y)的灰度值的像素点的个数num，其中，所述k为奇数，所述x、y为正整数，且(k-1)/2<x≤M-(k-1)/2，(k-1)/2<y≤N-(k-1)/2；将所述像素点(x，y)的灰度值替代为num*255/k2，以得到增强后的指纹图像。根据本专利技术的一个实施例，在对所述指纹图像进行赋值处理之前，还包括：对所述指纹图像进行去除坏点处理，以生成第一图像；对所述第一图像进行滤波处理，以生成第二图像；根据所述第一图像和所述第二图像生成第三图像，所述第三图像为进行赋值处理的指纹图像。根据本专利技术的一个实施例，所述指纹图像包括以矩阵形式排列的M*N个像素点，其中，M、N为正整数，其中，所述对所述指纹图像进行去除坏点处理包括：计算所述指纹图像中每个像素点的平均灰度值，其中，所述指纹图像为灰度图像；判断所述像素点的灰度值与对应的平均灰度值的差值的绝对值是否小于第一预设阈值；如果所述像素点的灰度值与对应的平均灰度值的差值的绝对值大于或等于所述第一预设阈值，则将所述像素点的灰度值替代为对应的平均灰度值。根据本专利技术的一个实施例，所述计算所述指纹图像中像素点(i，j)的平均灰度值包括：计算以像素点(i，j)为中心的a*a邻域中的不包括所述像素点(i，j)的(a2-1)个像素点的平均灰度值，其中，i、j为正整数，a为奇数，且(a-1)/2<i≤M-(a-1)/2，(a-1)/2<j≤N-(a-1)/2。根据本专利技术的一个实施例，所述第一预设阈值为40～60。根据本专利技术的一个实施例，所述对所述第一图像进行滤波处理，以生成第二图像包括：对所述第一图像进行m*m的均值滤波后，再进行n*n的均值滤波，以生成所述第二图像，其中，所述m为大于或等于一个指纹纹线距离的奇数，所述n为小于所述m的奇数。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述第一图像和所述第二图像生成第三图像包括：将所述第一图像中每个像素点的灰度值减去对应的所述第二图像中每个像素点的灰度值；获取计算得到的所有像素点的灰度值的差值中的最小值，并判断所述最小值是否小于0；如果所述最小值小于0，则将计算得到的所有像素点的灰度值的差值减去所述最小值，以生成所述第三图像。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种指纹图像的增强装置，包括：采集生成模块，用于采集用户指纹并生成指纹图像；第一处理模块，用于对所述指纹图像进行赋值处理，以得到增强后的指纹图像。本专利技术实施例的指纹图像的增强装置，通过第一处理模块对指纹图像进行赋值处理，得到增强后的指纹图像，由此，能够增大指纹图像中的脊线和谷线灰度对比差，提高低质量指纹图像中指纹纹线方向信息求取的准确性，进而有助于提高指纹特征信息提取的准确性，提升指纹特征比对的有效性。另外，根据本专利技术上述实施例的指纹图像的增强装置还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述指纹图像包括以矩阵形式排列的M*N个像素点，其中，M、N为正整数，其中，所述第一处理模块，包括：统计模块，用于统计以像素点(x，y)为中心的k*k邻域中像素点小于或等于所述像素点(x，y)的灰度值的像素点的个数num，其中，所述k为奇数，所述x、y为整数，且(k-1)/2<x≤M-(k-1)/2，(k-1)/2<y≤N-(k-1)/2；第一替代模块，用于将num*255/k2替代所述像素点(x，y)的灰度值，以得到增强后的指纹图像。根据本专利技术的一个实施例，所述指纹图像的增强装置，还包括：第二处理模块，用于在所述第一处理模块对所述指纹图像进行赋值处理之前，对所述指纹图像进行去除坏点处理，以生成第一图像；第三处理模块，用于对所述第一图像进行滤波处理，以生成第二图像；生成模块，用于根据所述第一图像和所述第二图像生成第三图像，所述第三图像为进行赋值处理的指纹图像。根据本专利技术的一个实施例，所述指纹图像包括以矩阵形式排列的M*N个像素点，其中，M、N为正整数，其中，所述第二处理模块，包括：第一计算模块，用于计算所述指纹图像中每个像素点的平均灰度值，其中，所述指纹图像为灰度图像；第一判断模块，用于判断所述像素点的灰度值与对应的平均灰度值的差值的绝对值是否小于第一预设阈值；第二替代模块，用于在所述像素点的灰度值与对应的平均灰度值的差值的绝对值大于或等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种指纹图像的增强方法，其特征在于：采集用户指纹并生成指纹图像；对所述指纹图像进行赋值处理，以得到增强后的指纹图像。

【技术特征摘要】
1.一种指纹图像的增强方法，其特征在于：采集用户指纹并生成指纹图像；对所述指纹图像进行赋值处理，以得到增强后的指纹图像。2.如权利要求1所述的指纹图像的增强方法，其特征在于，所述指纹图像包括以矩阵形式排列的M*N个像素点，其中，M、N为正整数，所述对所述指纹图像进行赋值处理，以得到增强后的指纹图像，具体包括：统计以像素点(x，y)为中心的k*k邻域中像素点的灰度值小于或等于所述像素点(x，y)的灰度值的像素点的个数num，其中，所述k为奇数，所述x、y为正整数，且(k-1)/2<x≤M-(k-1)/2，(k-1)/2<y≤N-(k-1)/2；将所述像素点(x，y)的灰度值替代为num*255/k2，以得到增强后的指纹图像。3.如权利要求1所述的指纹图像的增强方法，其特征在于，在对所述指纹图像进行赋值处理之前，还包括：对所述指纹图像进行去除坏点处理，以生成第一图像；对所述第一图像进行滤波处理，以生成第二图像；根据所述第一图像和所述第二图像生成第三图像，所述第三图像为进行赋值处理的指纹图像。4.如权利要求3所述的指纹图像的增强方法，其特征在于，所述指纹图像包括以矩阵形式排列的M*N个像素点，其中，M、N为正整数，其中，所述对所述指纹图像进行去除坏点处理包括：计算所述指纹图像中每个像素点的平均灰度值，其中，所述指纹图像为灰度图像；判断所述像素点的灰度值与对应的平均灰度值的差值的绝对值是否小于第一预设阈值；如果所述像素点的灰度值与对应的平均灰度值的差值的绝对值大于或等于所述第一预设阈值，则将所述像素点的灰度值替代为对应的平均灰度值。5.如权利要求4所述的指纹图像的增强方法，其特征在于，所述计算所述指纹图像中像素点(i，j)的平均灰度值包括：计算以像素点(i，j)为中心的a*a邻域中的不包括所述像素点(i，j)的(a2-1)个像素点的平均灰度值，其中，i、j为正整数，a为奇数，且(a-1)/2<i≤M-(a-1)/2，(a-1)/2<j≤N-(a-1)/2。6.如权利要求5所述的指纹图像的增强方法，其特征在于，所述第一预设阈值的取值范围为40～60。7.如权利要求3所述的指纹图像的增强方法，其特征在于，所述对所述第一图像进行滤波处理，以生成第二图像包括：对所述第一图像进行m*m的均值滤波后，再进行n*n的均值滤波，以生成所述第二图像，其中，所述m为大于或等于一个指纹纹线距离的奇数，所述n为小于所述m的奇数。8.如权利要求3所述的指纹图像的增强方法，其特征在于，所述根据所述第一图像和所述第二图像生成第三图像包括：将所述第一图像中每个像素点的灰度值减去对应的所述第二图像中每个像素点的灰度值；获取计算得到的所有像素点的灰度值的差值中的最小值，并判断所述最小值是否小于0；如果所述最小值小于0，则将计算得到的所有像素点的灰度值的差值减去所述最小值，以生成所述第三图像。9.一种指纹图像的增强装置，其特征在于，包括：采...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑利，徐坤平，杨云，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44